车路协同技术是智能交通未来重要的发展方向之一，本文对车路协同的概念进行了简单的介绍，并从美国、欧洲、日本和中国的发展现状引出电装在车路协同技术领域主导的产品和做出的贡献。接着介绍了电装在车路协同实地系统构建中的经验。最后对电装车路协同发展领域进行了展望。
1.车路协同简介
广义来说，车路协同采用先进的无线通信技术，整合了车辆工程、交通工程、通信和自动化等专业知识，通过专用短程通信（DedicatedShortRangeCommunications，DSRC）进行车辆与车辆（Vehicletovehicle，V2V）、车辆与路侧设施（Vehicletoinfrastructure，V2I）之间的信息交互。由于车辆可以和多种类别的物体进行通信，我们也可将其统称为V2X。
车路协同通过实时、动态和可靠的信息交互，有利于保障交通安全，提高通行效率，从而形成安全、高效和环保的新一代智能交通运输系统。车路协同使用定位、控制、传感、感知、通信等技术，通过有线和无线方式将车辆和道路设施构建成一个可交互的信息通信网络。在此网络的基础上，进行车辆与车辆、车辆与道路设施、车辆与行人、车辆与其它物体之间的信息交互。车路协同以Cooperative和Connected为代表，与安全、效率、环保息息相关，非常注重信息传输的效率和质量，通常使用DSRC技术。
国内有学者经常把车联网和车路协同混为一谈，其实两者所表示的含义并不完全相同，车联网更加注重信息的服务，强调联网的状态，更多使用的是一种长距离的通信技术。而车路协同是在车辆联网的基础上进行一系列的基于实时、高效和可靠的应用，强调是协同的应用，更多使用的是一种较短距离的通信技术。为了更广泛地涵盖目前所述的基于车辆间、车辆与路侧设施之间通信的形式，国内同济大学杨晓光教授提出了车路联网与协同的概念[1]。
2.车路协同国内外发展现状
车路协同技术是智能交通领域发展的热点和前沿技术，发达国家和地区目前主要致力于车路协同原型系统的构建、DSRC通信标准制定、潜在应用场景开发和系统可行性分析。
车路协同发展现状主要以美国、欧洲和日本为代表。美国早在1991年就通过《多模式地面交通效率法案（TheIntermodalSurfaceTransportationEfficiencyAct，简称ISTEA）》的制定来推动ITS的发展和投资。
美国在不同时期制定了不同的车路协同发展战略，主要注重联网成员之间的连接性（Connected），美国正在进行和已经完成的较有影响力的车路协同项目主要有：SafetyPilot、ConnectedVehicleResearchProgram（IntelliDrive/VII）、VehicleSafetyCommunications（VSC）、VehicleSafetyCommunications-Applications（VSC-A）、CICAS（CooperativeIntersectionCollisionAvoidanceSystem）、V2VCommunicationforSafety、SafeTrip21（SafeandEfficientTravelthroughInnovationandPartnershipsinthe21stCentury）、CVCAS（CooperativeIntersectionCollisionAvoidanceSystems）和IVBSS（IntegratedVehicle-BasedSafetySystems）等。这些项目试图从安全、效率和环保方面对车路协同系统进行验证性测试，以推动美国下一代智能交通运输系统的发展。
欧洲在车路协同的发展和美国齐头并驱，1991年，欧洲道路运输通信技术应用协调组织（EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization，ERTICO）成立，作为欧洲最重要的车路协同项目推进组织，ERTICO积极推进欧洲的车路协同建设和发展，近年完成了大批车路协同项目，主要有：CVIS（CooperativeVehicle-InfrastructureSystems）、SAFESPOT、simTD（SichereIntelligenteMobilit?t-TestfeldDeutschland）、COMeSafety2/COMeSafety、COOPERS、SeVeCom、AKTIV（AdaptiveandCooperativeTechnologiesfortheIntelligentTraffic）、COM2REACT、PRE-DRIVEC2X（PreparationfordrivingimplementationandevaluationofC2Xcommunicationtechnology）、CyberCars2、CARTALK2000、PreVENTWILLWARN、FleetNet-Internetontheroad、eSAFETYSUPPORT和IVSS（IntelligentVehicleSafetySystems）等[2]。欧洲在发展车路协同过程中，更多地注重了通信实体的协调性，即Cooperative。
日本推进车路协同发展的方式是以省（厅）与公司合作的形式开展，以产业化为主导。更偏向于应用层面。比较知名的车路协同项目有：ASV（AdvancedSafetyVehicles）、Smartway、AHSRA、AHS（AdvancedCruise-AssistHighwaySystems）、ASV、VICS（VehicleInformationandCommunicationSystem）和ITS-Safety2010:Public-PrivateCo-operationsprogram等。2013年10月在日本东京举办的第20届智能交通世界大会上，丰田、本田、马自达等日本本土汽车生产厂家演示了基于车路协同技术的协作式自适应巡航系统（CooperativeAdaptiveCruiseControl，CACC），同时日本的ITSGREENSAFETY被认为是第一个将车路协同技术应用于实际道路交通管理的项目。
在中国，车路协同的发展较多处于研究阶段，主要以清华大学、同济大学、北京航空航天大学等一批以自动化、交通、汽车专业为背景的院校主导。同济大学完成了国家首个车路协同自然科学基金项目《基于车路协同环境的下一代道路交叉口交通控制技术探索研究》，以及上海市科学技术委员会合作项目《基于车路协调的道路交叉口智能交通控制系统研究》。清华大学联合其它多家单位承担了国家首个车路协同863计划《智能车路协同关键技术研究》。北京航空航天大学于2011年成立了"车路协同与安全控制北京市重点实验室"。国内车路协同实地验证方面。2009年，长春市于人民大街306路公交线路上建立了基于WAVE的ITS应用试验系统，通过DSRC实现公交车与路边设施的信息交互。2011年3月和2012年3月，同济大学于江苏省太仓市构建了"用于救护车的急救支援系统（SAFER）"，通过DSRC技术实现了救护车和信号控制机之间的通信，使得救护车具有优先通行权，更加快速地到达救护现场和医院。2013年3月，同济大学使用实际运营的公交车辆，于江苏省太仓市验证了基于DSRC的公交优先控制系统。
3.电装对车路协同的理解和贡献
3.1.V2X设备开发背景
由于车路协同系统中通信组网的多样性，对于车路协同使用的无线通信技术，要求具有近1公里的传输距离，支持高速运行的车辆和非常低的延迟（100ms），美国的IEEE802.11工作小组提出了WAVE（WirelessAccessinVehicularEnvironments）标准，同时欧洲的电信标准协会ETSI提出了ITSG5标准。与此相对应，电装研发出了高性能DSRC通信设备：WSU（WirelessSafetyUnit，无线安全单元）。至今已经完成了第三代产品，完全满足WAVE和ITSG5标准。
其实，电装早在十年前就已经开始致力于V2X技术的研发。然而，到现在为止V2X市场还没有形成，电装作为全球第二大汽车电子产品系统供应商，其理念是首先作为供应商，要实现使得车辆变得更安全，其次是提高交通效率，减少二氧化碳的排放，再者便是开发全球系统解决方案，最后可以实现新的商机。截至2012年电装V2X原型机的开发过程如图1所示：
图1电装V2X原型机发展历程
电装WSU的基本原理图和外围主要接口如图2所示：
3.2.电装V2X实地验证经验
在实地应用方面，电装积极参与全球的车路协同系统验证，连续多次在智能交通世界大会上展示了WSU设备。
此外，电装作为DSRC设备供应商，已经为全球多个V2X项目提供了设备和技术支持，主要有：美国的ConnectedVehicle计划、日本的ITSGreenSafety、欧洲的CVIS和中国的863计划智能车路协同关键技术研究。
电装在全球范围内与业界、政府以及研究机构等合作进行了多次验证试验，并提供了车载通信设备，在欧美安全领域的应用已经较为先进，目前在中国的交通流控制以及运行管理项目也受到了很大关注。在中国的车路协同合作中，电装积极为国家首个车路协同863计划《智能车路协同关键技术研究》提供原型机供系统构建。参加了中国智能交通产业联盟。同时，以同济大学主导，电装提供WSU，支持同济大学先后完成了V2X典型应用场景的验证，主要包括[3][4]：
图6同济大学与电装联合原型系统测试（略）
合作期间，电装还与同济大学联合在江苏省太仓市连续两年向公众展示了车路协同在现实环境中的应用。完成的主要应用有[5]：
图7同济大学与电装联合实地系统测试（略）
在中国的大城市，随着汽车数量的迅速增加，常常出现交通堵塞。为了缓解交通拥堵现象，各地纷纷增加公交车，并亟需改善公交车燃效及实现准点运行。车路间通信是车辆与道路之间信息交互的机制，可使公交车顺畅行驶，减少二氧化碳排放、缓解交通堵塞。
电装与同济大学合作的项目，在江苏省太仓市的公路上实施了交通控制系统实证实验。该系统利用了道路与车辆之间进行无线通信的车路间通信技术。通过利用该系统进行调控，可使公交车避免在十字路口进行不必要的停车，能够在改善公交车燃效的同时，实现准时运行。为了减少公交车在十字路口的通行时间，由路边设备向公交车发送最佳行驶速度及车站发车时间信息，并且，当公交车接近信号灯时，还会根据公交车行驶情况和交叉口的车流量情况实时改变信号灯状态，优先让公交车通行。
此外，电装的V2X技术使紧急车辆（如救护车和消防车等）能够同其周围的车辆以及路旁的基础设施进行无线通信。当紧急车辆接近时，V2X技术可以改变十字路口的交通信号灯并警示其周围的车辆避让车道，借此实现紧急车辆优先通行并防止事故发生。
电装希望通过以上这些实地实验，推动今后全球V2X事业的发展，同时，电装也在加紧推进研发进程，以尽快实现实用化。
4.电装车路协同发展展望
除了电装已经开展的车路协同项目外，电装还关注公共交通的运行管理、新能源车的通信服务、面向一般车辆的交通流控制、交通管理以及基于车车通信的车辆安全系统。同时，车路协同外围新技术与DSRC技术的结合也是未来车路协同发展的热点，电装也在致力于这些外围设备的研发，如电装研发出了全球最大的投影抬头显示器（Head-updisplay，HUD），它可以使驾驶者的视线无需离开前方即可观看到车辆的速度、导航提示以及和其它通信节点通信的内容。同时，电装也在研发新型的手机终端显示技术，通过手机与汽车的互联，来实现信息的共享与显示。
此外，电装努力将车路协同技术与主动安全技术相结合，如使用雷达、摄象头对车辆周围的情况进行探测，当存在潜在危险的时候，给驾驶员提示并通过车路协同技术将探测到有用信息传输给附近的车辆或路侧设施。
从面向社会的技术开发这一观点出发，电装期待车路协同系统可以实现车和车、车和道路通信的实际应用，通过车与车以及车与道路、交通信号的连接从而将信号灯的信息以及道路交通信息及时传达给驾驶者，可有效防止事故的发生，此外，由于整个区域内的车辆行驶状态将全部传输到数据中心，因此通过控制交通流，也可有效缓解交通拥堵的状况。这种先进社会系统的完善或许可以让中国在这个领域领先于世界，电装希望运用在全球研发中积累的技术和经验，为中国车路协同系统的发展做出贡献。
5.结语
车路协同在国外也称Connectedvehicle，CooperativeVehicleInfrastructureSystem，虽然叫法不同，但均使用了DSRC技术作为通信载体，电装作为顶级的汽车零部件供应商，其生产的DSRC产品-WSU（WirelessSafetyUnit）已经为各国的主要车路协同项目提供了通信支持。电装希望通过此类产品的研发，为人、车、社会提供互联的产品，为社会贡献自己的一份力量。
参考文献
[1]杨晓光.车路联网与协同系统理论、关键技术及应用[M].上海:同济大学出版社,2013. [2]ChristianWei.V2XcommunicationinEurope-Fromresearchprojectstowardsstandardizationandfieldtestingofvehiclecommunicationtechnology[J].ComputerNetworks.2011,55(14):3103-3119.
[3]YANGXiaoguang,HUANGLuoyietal.APrototypeofaCooperativeVehicleInfrastructureSystem:ProofofConcept-CaseStudyinTongjiUniversity[C].TransportationResearchBoard91stAnnualMeeting.WashingtonDC,USA.2012.
[4]杨晓光,黄罗毅,王吟松等.基于车车通信的换道超车辅助系统设计与实现[J].公路交通科技,2012,29(10):74-78.
[5]WANGYinsong,WUZhizhouetal.DesignandImplementationofanEmergencyVehicleSignalPreemptionSystemBasedonCooperativeVehicle-InfrastructureTechnology[J].2013(2013).
作者简介
杨旭华：电装（中国）投资有限公司上海技术中心
黄罗毅：电装（中国）投资有限公司上海技术中心
关于电装
电装株式会社（DENSOCORPORATION）成立于1949年12月16日，是全球顶级汽车零部件及系统供应商之一。在日本汽车零部件领域排名第一，主要生产和销售汽车动力系统、汽车电气、车用空调设备、ITS智能交通系统、小型马达等汽车零部件。电装在全球30多个国家和地区拥有180多家子公司，员工超过12万名。根据2013年财富周刊公布的世界500强企业排名，电装位列第242位。
